Schaltungsdesign mit VHDL

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C Anwendung von VHDL An den Ergebnissen des Beispiels läßt sich erkennen, daß eine wiederholte Optimierung nicht immer den gewünschten Erfolg mit sich bringt. Eine mehrfache Optimierung ist jedoch trotz erhöhter Rechenzeiten dem blinden Vertrauen auf ein gutes Ergebnis nach nur einem Syntheselauf vorzuziehen. 2.6 Ressourcenbedarf bei der Synthese Neben den Performancedaten der von einem Syntheseprogramm erzeugten Schaltung spielt auch der Zeitbedarf für die Synthese eine wichtige Rolle. Kann bei einzelnen Syntheseläufen eine hohe Rechenzeit vielleicht noch akzeptiert werden, so wird bei größeren Entwürfen und mehreren Synthesedurchläufen der Faktor Rechenzeit unmittelbar bestimmend für die gesamte Entwurfszeit. Daneben spielen auch Anforderungen an die benötigte Hardwareplattform, der erforderliche Arbeits- und Swap-Speicher und der vom Programm benötigte Speicherplatz eine Rolle. Verfügbare Syntheseprogramme bieten leider keine Möglichkeit, die Rechenzeit abzuschätzen oder gar ein Limit dafür zu setzen. Es ist lediglich möglich, die Anzahl der Optimierungszyklen durch Optionen auf niedrig, mittel oder hoch einzustellen. Der Anwender sollte also vor dem Start des Syntheseprozesses eine Vorstellung von der für die Synthese benötigten Rechenzeit haben. Die wichtigsten Einflußfaktoren dafür sind: p Leistungsfähigkeit der Rechnerumgebung, p Art des Syntheseprogramms, p Art der VHDL-Beschreibung, p gesetzte "constraints", p verwendete Technologiebibliothek. Die folgenden beiden Abbildungen zeigen die benötigte Rechenzeit (reine CPU-Zeit) für drei verschiedene Schaltungen, abhängig von der Größe der Schaltung, einmal für Flächenoptimierung und einmal für Laufzeitoptimierung. Zur Synthese wurde ein Rechner vom Typ SUN Sparc IPX mit 32 MB Arbeitsspeicher verwendet. 274 © G. Lehmann/B. Wunder/M. Selz
Rechenzeit / [sec] Rechenzeit / [sec] 1500 1250 1000 750 500 250 0 Zähler Addierer Komparator 4 8 12 16 20 24 28 Schaltungsgröße / [bit] Abb. C-17: CPU-Zeit bei Flächenoptimierung 20000 15000 10000 5000 0 Zähler Addierer Komparator 4 8 12 16 20 24 28 Schaltungsgröße / [bit] Abb. C-18: CPU-Zeit bei Laufzeitoptimierung 2 Synthese Die beiden Abbildungen zeigen deutlich, daß die Laufzeitoptimierung sehr viel mehr CPU-Zeit erfordert als die Optimierung auf geringste Fläche. Bei den dargestellten Schaltungen, die sich im Bereich von einigen hundert Gatteräquivalenten bewegen, ist ein Unterschied bis etwa zum Faktor 10 festzustellen, während bei größeren Schaltungen (mehrere tausend Gatteräquivalente) Unterschiede bis zum Faktor 100 auftreten. Außerdem zeigen die letzten beiden Abbildungen, daß die Rechenzeiten für die Addierer- und Komparatorschaltung weit weniger von der Schaltungsgröße abhängig sind als die der Zählerschaltung. Ursache hierfür ist, daß das Synthesewerkzeug bei Addierern und Komparatoren auf programminterne Makros zurückgreifen kann. © G. Lehmann/B. Wunder/M. Selz 275
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Vorwort VHDL1 ist ein weltweit akze
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Vorwort In dem vorliegenden Buch is
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Zu diesem Buch Als eine der wenigen
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Inhalt 6.3 Signalzuweisungen und Ve
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1 Entwurf elektronischer Systeme ti
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1.3.2 Algorithmische Ebene 1 Entwur
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1 Entwurf elektronischer Systeme st
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2 Motivation für eine normierte Ha
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3 Geschichtliche Entwicklung von VH
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4 Aufbau einer VHDL- Beschreibung D
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Eine entsprechende Architektur für
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7.1.1 Erfassung der Spezifikation 7
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Teil B Die Sprache VHDL © G. Lehma
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1.2 Vorgehensweise und Nomenklatur
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6.3 Signalzuweisungen und Verzöger
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6.4 Nebenläufige Anweisungen 6 Ver
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ENTITY latch IS PORT (d, clk : IN b
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eset_check : ASSERT sig_reset /= '0
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CONFIGURATION ha_config OF halfadde
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